Durante nuestra estancia en Israel con motivo de la presentación de los procesadores Intel Core de 13ª generación se presentó una oportunidad que no podíamos dejar escapar: entrevistar a Tomer Sasson, un ingeniero industrial israelí que actualmente ejerce como vicepresidente en Intel de la división Client Computing Group.
No obstante, lo que ha provocado que su perfil sea interesante para Xataka es que es el máximo responsable del desarrollo tanto de los procesadores Intel Core de 12ª generación (Alder Lake) como de los nuevos Intel Core de 13ª generación (Raptor Lake). Como estáis a punto de descubrir, este afable técnico conoce al dedillo la microarquitectura de los chips que nos propone Intel para el curso 2022-2023.
Pero esto no es todo. Tomer trabaja en Intel desde hace casi 26 años, por lo que también está profundamente familiarizado no solo con el día a día de la filial de esta compañía en Israel, sino también con las intimidades que tiene a nivel global la empresa que lidera actualmente Pat Gelsinger. Y se nota.
De hecho, ahí va un pequeño espóiler: durante nuestra conversación ha compartido con nosotros cuál es el secreto del milagro israelí. O, lo que es lo mismo, cómo ha conseguido esta filial afianzarse como el auténtico corazón de una compañía con la colosal envergadura que tiene Intel. Y, además, su relevancia se extiende no solo a la fase de diseño; también a las de validación y fabricación de los microprocesadores. Ahí queda eso.
Diseñar un microprocesador implica afrontar grandes desafíos
¿Cuáles son los principales retos que habéis tenido que superar durante el diseño y la implementación de los microprocesadores ‘Raptor Lake’?
El primer y mayor reto al que nos enfrentamos durante el desarrollo de Raptor Lake fue la compatibilidad. El equipo de ingeniería tenía la capacidad de hacer muchas cosas, pero debía mantener el zócalo, las características térmicas y la compatibilidad con las placas base existentes con el propósito de que los integradores no necesitasen cambiar nada.
De esta forma podrían coger cualquiera de nuestros nuevos productos e integrarlos en sus soluciones con mucha rapidez utilizando las placas base con chipset Z690 que están disponibles desde hace un año, o bien en las nuevas placas con chipset Z790, que llegarán muy pronto.
En cualquier caso, nuestro mayor desafío consistía en alcanzar el mayor rendimiento posible y la mayor productividad disponible, pero preservando íntegras la compatibilidad y la flexibilidad. El equipo aceptó el reto, por lo que todo lo que hemos hecho persigue mantener el mismo empaquetado, el mismo zócalo y las mismas propiedades térmicas, y, a la par, maximizar el rendimiento.
Para lograrlo hemos dado varios pasos. El primero consistió en añadir hasta ocho núcleos de alta eficiencia adicionales que tienen el potencial de marcar la diferencia en escenarios de ejecución multihilo. Esta estrategia nos ha permitido incrementar el rendimiento en hasta un 41%, una cifra impresionante en un producto que mantiene el mismo zócalo y las mismas características base.
En lo que se refiere a los núcleos de alto rendimiento en Raptor Lake mantenemos el mismo número que en los procesadores Alder Lake equivalentes, pero hemos aumentado mucho su frecuencia de reloj. También lo hemos hecho con los núcleos de alta eficiencia.
«Nuestra estrategia nos ha permitido incrementar el rendimiento en hasta un 41%, una cifra impresionante en un producto que mantiene el mismo zócalo y las mismas características base»
Para hacerlo posible hemos recogido todo el aprendizaje de Alder Lake, de manera que una vez que obtuvimos la cualificación de la fase de fabricación de esta última arquitectura buscamos la forma de ir más allá optimizándola e introduciendo mejoras adicionales que no estaban presentes en Alder Lake. Este ha sido el enfoque que nos ha permitido incrementar la velocidad tanto de los núcleos de alto rendimiento como de los de alta eficiencia.
Otro paso muy importante está vinculado a nuestra tecnología de integración. Y es que hemos conseguido incrementar significativamente la velocidad de los transistores que utilizamos en el nodo Intel 7.
La diapositiva que podemos ver en esta fotografía recoge algunos de los hitos que ha alcanzado la filial de Intel en Israel durante algo más de cuatro décadas.
De esta forma combinando las mejoras que hemos introducido en el diseño con las que hemos implementado en la fotolitografía hemos conseguido aumentar la frecuencia de reloj máxima de los núcleos en 600 MHz, pasando de los 5,2 GHz de Alder Lake a 5,8 GHz en Raptor Lake. Es una mejora muy grande, y el mérito se lo reparten a partes iguales las optimizaciones de la microarquitectura y las mejoras de nuestra tecnología de integración.
«Hemos conseguido aumentar la frecuencia de reloj máxima de los núcleos en 600 MHz, pasando de los 5,2 GHz de Alder Lake a 5,8 GHz en Raptor Lake»
Cuando llevas a cabo cambios en la microarquitectura muy profundos, que fue lo que hicimos con Alder Lake, en ocasiones no tienes tiempo para desarrollar todas las optimizaciones que admite esa implementación. Por esta razón lo que hicimos durante el desarrollo de Raptor Lake fue aprovechar todo lo que aprendimos durante la puesta a punto de Alder Lake para optimizar esta tecnología.
Todas estas mejoras ya están presentes en nuestros procesadores Intel Core de 13ª generación. Nuestra estrategia, en definitiva, consiste en desarrollar microprocesadores que sean líderes en rendimiento con una cadencia de un año.
La fotolitografía Intel 4 ya está lista
Intel ha confirmado que introducirá su litografía Intel 4 en la próxima generación de microprocesadores Intel Core, y estoy seguro de que también implementaréis mejoras importantes en la microarquitectura de estos chips. ¿Es esta vuestra nueva estrategia ‘Tick-Tock’?
El modelo que hemos utilizado durante el desarrollo de Alder Lake, Raptor Lake, y el que emplearemos en Meteor Lake y en las siguientes generaciones de procesadores, es similar a la estrategia Tick-Tock que hemos usado en el pasado. Consiste en introducir grandes cambios en la arquitectura seguidos por avances significativos en la tecnología de integración.
Creo que esta es la estrategia correcta porque nos proporciona el tiempo necesario para optimizar nuestra tecnología y para aplicar todo lo que hemos aprendido, proponiendo de esta forma a los usuarios valor añadido con una inversión razonable y dentro de un plazo de tiempo razonable. Creo que este es el modelo correcto porque favorece la maduración de nuestra tecnología de integración, nuestro diseño y nuestros procesos de fabricación, y confío en que seguiremos aplicándolo en nuestros próximos productos.
Durante la presentación de los procesadores Raptor Lake habéis hablado del rol que ha tenido la inteligencia artificial en el proceso de optimización de su microarquitectura. ¿Puedes explicar cómo estáis utilizando esta tecnología?
A grandes rasgos, sí. Estamos utilizando la inteligencia artificial en varios frentes. Uno de ellos está vinculado a las fases de fabricación. Cuando produces cientos, o, incluso, miles de unidades cada día, estás recogiendo muchos datos, de manera que puedes utilizar la inteligencia artificial para analizarlos y mejorar el rendimiento de los procesos de fabricación, la métrica de los productos, e, incluso, para encontrar el producto idóneo para cada segmento de nuestro porfolio.
Otro frente en el que también estamos utilizando la inteligencia artificial es la operación. Cuando la CPU está activa en el interior de tu PC está recogiendo permanentemente datos acerca del entorno de ejecución, de modo que es posible usar las capacidades de la inteligencia artificial para optimizar al máximo el comportamiento de la CPU en tu sistema en particular.
«Puedes utilizar la inteligencia artificial para mejorar los procesos de fabricación, la métrica de los productos, e, incluso, para encontrar el producto idóneo para cada segmento»
Esto es posible porque entendiendo la carga de trabajo con la que debe lidiar el procesador podemos decidir cuántos núcleos necesitas, cuántos deben permanecer activos, cuáles son los núcleos idóneos para resolver la carga de trabajo que estás ejecutando en un instante dado o si es conveniente desplazar uno o varios hilos de ejecución de los núcleos de alta eficiencia a los de alto rendimiento, o viceversa.
Todo esto podemos hacerlo utilizando las herramientas de inteligencia artificial que hemos integrado en nuestros microprocesadores. Además, la CPU puede entregar toda esta información al sistema operativo con el propósito de ofrecer al usuario el mejor rendimiento y la mejor experiencia posible.
Esta tecnología es muy interesante, pero lo que acabas de explicarme se parece mucho al módulo Intel Thread Director que ya estaba presente en los procesadores Alder Lake. ¿Está integrada esta inteligencia artificial en el núcleo de este componente?
Una parte de ella sí. Intel Thread Director es una implementación al nivel del sistema operativo, aunque tiene una capa dedicada en la microarquitectura de la CPU que permite a cada núcleo comunicarse con el propio sistema operativo.
En cualquier caso, la tecnología que subyace debajo de esta estrategia es la inteligencia artificial, y nos permite recoger datos y aprender permanentemente de las características del entorno de ejecución, identificar los requisitos y emplear toda esta información para optimizar el rendimiento.
La tecnología de integración Intel 7 ya ha alcanzado la madurez, e Intel 4 está a la vuelta de la esquina. Después vendrán Intel 3 y la litografía 20A, y en 2025 Intel planea tener listo su nodo de 18 ángstroms.
El rendimiento bruto importa, pero también es crucial el rendimiento por vatio
Nuestra experiencia con los procesadores Alder Lake y las características de la microarquitectura Raptor Lake anticipan que los nuevos Intel Core de 13ª generación tendrán un rendimiento competitivo. Sin embargo, ¿también son competitivos si nos ceñimos a su rendimiento por vatio? ¿Jugarán en la misma liga de sus competidores más avanzados, como los nuevos Ryzen 7000 de AMD?
Todavía no tenemos los nuevos productos de nuestro competidor, por lo que los mediremos y los compararemos con los nuestros cuando los consigamos. Y, por supuesto, sacaremos conclusiones. En cualquier caso, creo que nosotros somos competitivos tanto si nos ceñimos al rendimiento por vatio como si nos fijamos únicamente en el rendimiento de nuestros procesadores.
«Nosotros somos competitivos tanto si nos ceñimos al rendimiento por vatio como si nos fijamos únicamente en el rendimiento de nuestros procesadores»
Si nos ceñimos al rendimiento por vatio ofrecemos a los usuarios la flexibilidad de elegir la CPU que resuelve mejor sus necesidades. Si eres un entusiasta del overclocking extremo o un jugador avanzado y necesitas el máximo rendimiento posible, puedes configurar tu sistema para sacarle el máximo partido. Pero si no necesitas toda esta potencia puedes configurarlo para que trabaje a 125 vatios nominales. Y si tampoco necesitas este rendimiento tenemos procesadores para equipos de escritorio con una potencia base de 65 y 35 vatios.
Nuestra estrategia consiste en entregar a los usuarios la máxima flexibilidad posible, de manera que tengan a su disposición todas las opciones necesarias para hacer lo que necesitan y resolver su escenario de uso. Creo que esta es la belleza de este modelo: proponer un abanico amplio de soluciones que encajan en cualquier escenario de uso.
Antes has descrito brevemente las mejoras que habéis introducido en vuestra tecnología de integración Intel 7, pero ¿en qué se diferencia en la práctica la litografía de los procesadores Alder Lake de la que estáis utilizando en la fabricación de los chips Raptor Lake?
En esencia la mejora más relevante es el incremento de la velocidad de los transistores, lo que junto a otras optimizaciones nos ha permitido incrementar perceptiblemente la frecuencia de reloj máxima a la que son capaces de trabajar los núcleos de nuestras CPU Raptor Lake. No obstante, si nos ceñimos al proceso litográfico en sí mismo es importante que tengamos en cuenta que ahora es más estable. Ha alcanzado la madurez, de manera que las optimizaciones ahora son más previsibles.
Cuando los ingenieros involucrados en el desarrollo de nuestra tecnología de integración refinan los transistores y los parámetros del proceso fotolitográfico sabemos exactamente qué podemos esperar. Estas mejoras les han permitido entregarnos lo que nos prometieron. Creo que esto es lo más importante. De hecho, aquí en Israel nuestra fábrica de Kiryat Gat ya está produciendo procesadores Raptor Lake empleando esta revisión de nuestra tecnología Intel 7.
Todos los fabricantes de chips sin excepción persiguen minimizar el número de circuitos integrados por oblea de silicio que han resultado dañados durante la transferencia del patrón geométrico que contiene la máscara a la oblea y su posterior manipulación.
Actualmente TSMC ya está fabricando chips en sus nodos litográficos de 4 y 5 nm para clientes como Apple o AMD. ¿Es competitiva la litografía Intel 7 si nos ceñimos al rendimiento por vatio y la comparamos con las tecnologías de integración más avanzadas que tiene TSMC?
Nosotros no hablamos acerca de nuestras tecnologías de integración frente a las de la competencia. De hacerlo se encargan terceros. Pero sí hablamos de nuestros productos, y son competitivos. Juegan, sin duda alguna, en la primera división, y creo que este es nuestro mensaje más importante. A mí no me interesa comparar nuestra visión o nuestra litografía con otras. Estamos concentrados en nuestro próximo producto, y nuestros equipos ya están trabajando en él.
El milagro israelí
Actualmente Intel Israel ocupa una posición central dentro de la estructura global de Intel gracias a su protagonismo durante el desarrollo de productos tan competitivos como Alder Lake. ¿Qué hace a Intel Israel diferente? ¿Qué opinas acerca del ‘milagro israelí’?
Creo que es parte de nuestra cultura. Como sabes, nosotros hablamos en hebreo, no en inglés, y las personas que utilizamos esta lengua somos muy directas. Agarramos los problemas y no les damos vueltas. Nos concentramos en ellos, en los desafíos que plantean, y buscamos la forma de resolverlos, lo que nos permite comprometernos con nuestro objetivo de una manera muy intensa.
No obstante, también sabemos cómo colaborar con los equipos que tenemos en otros países, como Estados Unidos o India, en áreas como el diseño, la fabricación, la validación o la gestión de las plataformas, que es precisamente de lo que me encargo yo.
En cualquier caso, todo esto es fruto del trabajo en equipo, y no del esfuerzo de una sola persona o de un único país, por lo que ha sido posible gracias al esfuerzo que hemos hecho para colaborar con otras oficinas de Intel y planificar actividades conjuntas. Creo que todo esto unido a la dedicación, la motivación y un enfoque que nos permite afrontar los retos de cara, ir al grano, es lo que nos hace tan únicos.
«Agarramos los problemas y no les damos vueltas. Nos concentramos en ellos, en los desafíos que plantean, y buscamos la forma de resolverlos»
No obstante, otro ingrediente muy importante es la ubicación de los recursos. Con frecuencia los departamentos de diseño, fabricación y validación no coexisten en un mismo lugar, pero en nuestro caso sí lo hacen. Aquí en Israel podemos afrontar todos estos procesos.
Puedo reunirme en una habitación con los responsables de estas áreas y discutir cualquier eventualidad durante 30 minutos, de manera que una vez que tomamos una decisión la discusión termina y todo el mundo sale de la reunión sabiendo exactamente qué es lo que tiene que hacer.
La microarquitectura Alder Lake fue tan solo la punta de lanza de la arquitectura híbrida de Intel. Raptor Lake ya está aquí, y después vendrán Meteor Lake y Arrow Lake. Estas dos últimas implementaciones incorporarán refinamientos relevantes en inteligencia artificial y gráficos.
Podemos discutir tanto como sea necesario y defender lo que creamos acertado. Y, por supuesto, todos podemos equivocarnos. Es completamente normal. Eso sí, una vez que llegamos a un acuerdo y tomamos una decisión, salimos de la habitación y cada uno se encarga de su parte.
Si en el futuro fuese necesario volver a discutir de nuevo ese mismo asunto, volver a buscar la solución de ese mismo problema, es que no hemos hecho algo bien. Y no es una buena señal. Este es el estilo hebreo, y creo que marca la diferencia.
Para concluir nuestra conversación te propongo hacer un ejercicio de proyección hacia el futuro cercano. ¿Cuáles son las mejoras más relevantes que implementaréis en vuestros próximos procesadores Intel Core? ¿Cómo serán los chips que lanzaréis dentro de tres o cuatro años?
Ahora mismo prefiero no hablar de nuestros próximos productos, pero sí puedo decirte que nuestras áreas de trabajo, aquellas en las que creemos que hay margen para introducir mejoras, son similares a las áreas en las que estamos trabajando actualmente.
Algunas de ellas son la ejecución monohilo, multihilo, el rendimiento gráfico o la inteligencia artificial. Estas áreas dan forma a los cimientos de nuestros productos.
No obstante, la industria cambia constantemente, y las cargas de trabajo también varían, de manera que necesitamos adaptarnos a estos cambios con cada producto que lanzamos para entregar a los usuarios las características y las capacidades que necesitan en el momento en que nuestras soluciones llegan al mercado.
Cuando llevamos a cabo la definición de un proyecto necesitamos prever qué requisitos deberán cumplir nuestros productos una vez que lleguen al mercado con un plazo de anticipación de hasta cinco años.
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